人教版(新教材)高中物理选择性必修1第一章 动量守恒定律章末自测卷（一）

人教版（新教材）高中物理选择性必修第一册PAGEPAGE1章末自测卷(一)(时间：45分钟满分：100分)一、选择题(共7小题，每题6分，共42分。其中1～5题为单项选择题，6～7题为多项选择题。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选和不选的得0分)1.(2020·江西崇义中学高二月考)一颗子弹沿水平方向射向一个木块，第一次木块被固定在水平地面上，第二次木块静止放在光滑的水平面上，两次子弹都能射穿木块而继续飞行。这两次相比较()A.第一次子弹的动量变化较大B.第二次子弹的动量变化较大C.两次子弹的动量变化相等D.无法比较两次子弹的动量变化大小〖答案〗B〖解析〗子弹在同一块木块穿行过程中受到的阻力大小是相等的，因此子弹的加速度大小是相等的。当木块被固定时，子弹在木块中运动的位移等于木块的宽度，而木块静止放在光滑的水平面上时，子弹在木块中运动时，木块也要运动，则子弹在木块中运动的位移大于木块的宽度(地面为参考系)，因此第二次子弹在木块中运动的时间较长，因此子弹受到的阻力的冲量较大，它的动量变化也较大，故选项B正确。2.(2020·边城高级中学高二月考)如图所示，把茶杯压在一张白纸上，第一次用水平力迅速将白纸从茶杯下抽出；第二次以较慢的速度将白纸从茶杯下抽出。下列说法中正确的是()A.第二次拉动白纸过程中，纸对茶杯的摩擦力大一些B.第一次拉动白纸过程中，纸对茶杯的摩擦力大一些C.第二次拉出白纸过程中，茶杯增加的动量大一些D.第一次拉出白纸过程中，纸给茶杯的冲量大一些〖答案〗C〖解析〗两次拉动中，茶杯和纸之间均发生相对滑动，因此受到的均为滑动摩擦力，因压力不变，则由Ff＝μFN可知，两次拉动时纸对茶杯的摩擦力相同，故A、B错误；第二次慢拉动白纸过程中，摩擦力作用时间长，则摩擦力的冲量较大，根据动量定理可知，茶杯获得的动量大一些，故C正确；第一次迅速拉动白纸过程中，摩擦力作用时间短，故纸给茶杯的冲量小一些，故D错误。3.(2020·河南林州一中高二月考)如图所示是一颗质量m＝50g的子弹穿过一张扑克牌的照片，子弹完全穿过一张扑克牌所需的时间t1约为1.0×10－4s，子弹的真实长度为2.0cm。若子弹经时间t2＝1.0×10－3s射入墙壁，则子弹射入墙壁时，其对墙壁的平均作用力约为()A.5×103N B.5×104NC.5×105N D.5×106N〖答案〗B〖解析〗根据照片上子弹与扑克牌的比例得扑克牌的宽度大约是8cm，子弹的速度v＝eq\f(l＋d,t1)＝eq\f(0.02＋0.08,1×10－4)m/s＝1000m/s与墙作用过程，由动量定理得－Ft2＝0－mv受墙的作用力为F＝eq\f(mv,t2)＝eq\f(0.05×1000,1.0×10－3)＝5×104N由牛顿第三定律可知子弹对墙的作用力约为5×104N则B正确，A、C、D错误。4.(2020·四川三台中学高二月考)一颗质量为m＝0.1kg的小钢球从离地面高为h1＝0.8m处由静止开始下落，与地面作用t＝0.1s后反弹上升到离地面最高为h2＝0.2m，规定竖直向下的方向为正方向，钢球与地面作用过程中受到的平均作用力为F，钢球的动量变化为Δp，忽略空气阻力，g＝10m/s2，下列正确的是()A.F＝7N，Δp＝0.4kg·m/sB.F＝－7N，Δp＝－0.6kg·m/sC.F＝－6N，Δp＝0.4kg·m/sD.F＝6N，Δp＝－0.6kg·m/s〖答案〗B〖解析〗设小钢球下落到地面的速度为v1，则veq\o\al(2,1)＝2gh1解得v1＝4m/s设反弹离开地面的速度为v2，则－veq\o\al(2,2)＝2gh2解得v2＝－2m/s钢球的动量变化为Δp＝mv2－mv1＝0.1×(－2)kg·m/s－0.1×4kg·m/s＝－0.6kg·m/s根据动量定理－F′t＋mgt＝Δp解得F′＝7N由牛顿第三定律知，钢球对地面作用过程中受到的平均作用力F为－7N，选项B正确。5.(2020·怀仁市一中高二期中)小车静止在光滑水平面上，站在车上的人练习打靶，靶装在车上的另一端，如图所示，已知车、人、枪和靶的总质量为M(不含子弹)，每颗子弹质量为m，共n发，打靶时，枪口到靶的距离为d，若每发子弹打入靶中，就留在靶里，且待前一发打入靶中后，再打下一发。则以下说法正确的是()A.待打完n发子弹后，小车将以一定速度向右匀速运动B.待打完n发子弹后，小车应停在射击前位置C.在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移相同，大小均为eq\f(md,nm＋M)D.在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移不相同，应越来越大〖答案〗C〖解析〗子弹、枪、人、车组成的系统所受的合外力为零，系统的动量守恒，子弹射击前系统的总动量为零，子弹射入靶后总动量也为零，故小车仍然是静止的，A错误；在子弹射出枪口到打入靶中的过程中，小车向右运动，所以第n发子弹打入靶中后，小车应停在原来位置的右方，B错误；设子弹出枪口速度为v，车后退速度大小为v′，以向左的方向为正方向，根据动量守恒定律，有0＝mv－eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(M＋（n－1）m))v′子弹匀速前进的同时，车匀速后退，故有vt＋v′t＝d联立解得v′＝eq\f(mv,M＋（n－1）m)，t＝eq\f(d[M＋（n－1）m],（M＋nm）v)故车后退位移大小为Δx＝v′t＝eq\f(md,nm＋M)C正确，D错误。6.(2020·河南华龙中学高二月考)关于冲量和功，下列说法正确的是()A.在某一过程中，作用于物体的合力的冲量为零，则合力的功也一定为零B.在某一过程中，作用于物体的合力的功为零，则合力的冲量也一定为零C.合力的冲量不为零时，合力的功也一定不为零D.合力的功不为零时，合力的冲量也一定不为零〖答案〗AD〖解析〗在某一过程中，作用于物体的合力的冲量为零，则物体的动量不变，速度不变，动能不变，则合力的功也一定为零，A正确；在某一过程中，作用于物体的合力的功为零，只能说明物体动能不变，速度大小不变，速度方向可能变化，则物体的动量变化，合力冲量不一定为零，B错误；合力的冲量不为零时，物体的速度大小可能不变，动能不变，则合力的功也可能为零，C错误；合力的功不为零时，物体的动能一定变化，动量一定变化，合力的冲量也一定不为零，D正确。7.(2020·首都师范大学附属中学高二期末)如图所示，质量为M的长木板静止在光滑水平地面上，现有一质量为m的小滑块(可视为质点)以v0的初速度从木板左端沿木板上表面冲上木板，带动木板一起向前滑动，木板足够长。如果水平地面是粗糙的，从小滑块开始冲上木板到两者共速，以下关于两物体组成的系统和单个物体的描述正确的是()A.因为系统水平方向的合外力不为0，因此系统的动量不守恒B.地面摩擦力对木板做的功等于木板的动能变化量C.地面摩擦力做的功等于两物体动能的变化量D.这种情况下，有可能木板始终不动〖答案〗AD〖解析〗系统在水平方向上受摩擦力作用，合力不为零，所以系统的动量不守恒，A正确；木板受小滑块施加的摩擦力和地面施加的摩擦力，两个力做功之和等于木板的动能变化量，B错误；由于小滑块对地的位移和木板对地位移不等，即木板施加给滑块的摩擦力对滑块做的功和滑块对木板的摩擦力对木板做的功的代数和不为零，所以地面摩擦力做的功不等于两物体动能的变化量，C错误；若滑块对木板的摩擦力小于地面施加给木板的最大静摩擦力，则木板不运动，D正确。二、填空题(本题共2小题，每小题10分，共20分)8.(2020·江苏如皋高二月考)某同学把两块大小不同的木块用细线连接，中间夹一被压缩了的弹簧，如图所示，将这一系统置于光滑的水平桌面上，烧断细线，观察木块的运动情况，进行必要的测量，验证木块间相互作用时动量守恒。(1)该同学还必须有的器材是_______________________________________。(2)需要直接测量的物理是(写出相应的名称及符号)________________________________________________________。(3)用所得数据验证动量守恒的关系式是_______________________________。(4)桌面左右两端间的距离，对实验结果的准确性________(选填“有”或“无”)影响。〖答案〗(1)刻度尺、天平(2)两木块的质量m1、m2和两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离x1、x2(3)m1x1＝m2x2(4)无〖解析〗本次实验需要验证的方程为0＝m1v1－m2v2，而速度需要根据公式v＝eq\f(x,t)求解，x为平抛运动的水平位移，因此需要直接测量的量为两木块的质量m1、m2和两木块落地点分别到桌子两侧边的水平距离x1、x2，需要的仪器为刻度尺和天平；根据公式0＝m1v1－m2v2和v＝eq\f(x,t)可得本次要验证的公式为m1x1＝m2x2由于这一系统置于光滑的水平桌面上，因此两木块被弹簧弹开后，在水平方向速度不变，故桌面左右两端间的距离，对实验结果的准确性无影响。9.(2020·山西高二期末)用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，实验步骤如下：①用天平测出两小球A、B的质量mA和mB；②安装好实验装置，使斜槽末端水平；③先不在斜槽末端放小球B，让小球A从斜槽上位置P处由静止开始下滑，小球A离开斜槽后，利用频闪照相机连续拍摄小球A的两位置(如图乙)；④将小球B放在斜槽末端，让小球A仍从位置P处由静止开始下滑，使它们碰撞，再利用频闪照相机连续拍摄两个小球的位置(如图丙)；⑤测出所需的物理量。(1)步骤①中A、B两球的质量应满足________。A.mA＝mB B.mA>mBC.mA<mB(2)在步骤⑤中，需要在照片乙和丙中直接测量的物理量有________(用图中字母表示)。(3)若两球碰撞过程中动量守恒，则满足的方程为________(用题中字母表示)。〖答案〗(1)B(2)x0、xA、xB(3)mAx0＝mAxA＋mBxB〖解析〗(1)为了防止入射球碰后反弹，入射球的质量要大于被碰球的质量，即mA>mB，故选B。(2)碰撞时应有mAv0＝mAvA＋mBvB由平抛运动规律有x＝vt上式中两边同乘以频闪周期T，则有mAx0＝mAxA＋mBxB所以需要在照片中直接测量的物理量有x0、xA、xB。(3)由(2)的分析可知，应验证的表达式为mAx0＝mAxA＋mBxB三、计算题(本题共2小题，共38分，第10题16分，第11题22分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)10.(2021·武汉市新洲区一中检测)质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向弹回，若规定竖直向下的方向为正方向，不计空气阻力。(g＝10m/s2)(1)求小球与地面碰撞过程的动量变化；(2)若小球与地面的作用时间为0.2s，求小球受到地面的平均作用力及从小球接触地面到反弹到最高点的过程中，重力的冲量。〖答案〗(1)－2kg·m/s(2)－12N1.2N·s〖解析〗(1)因规定竖直向下的方向为正方向，则小球与地面碰撞过程中动量的变化为Δp＝mv2－mv1＝0.2×(－4)kg·m/s－0.2×6kg·m/s＝－2kg·m/s(2)由动量定理得FNt＋mgt＝Δp解得FN＝－12N设小球接触地面后反弹到最高点的过程所需时间为t2，则v2＝gt2解得t2＝0.4s因此总时间为t总＝t＋t2＝0.6s则重力的冲量IG＝mgt总解得IG＝1.2N·s11.(2020·清华附中高二期末)如图所示，位于竖直面内光滑曲线轨道的最低点的切线沿水平方向，且与一位于同一竖直面内、半径R＝0.2m的粗糙圆形轨道的最低点B平滑连接。有一质量为M＝0.1kg的滑块1静止于B点，另一质量m＝0.20kg的滑块2(两滑块均可视为质点)，从位于轨道上的A点由静止开始滑下，已知A点到B点的高度h＝1.8m，滑块1与滑块2相撞后粘在一起共同运动，他们恰好能通过圆轨道的最高点C，重力加速度g＝10m/s2，空气阻力可忽略不计，求：(1)两滑块相撞前瞬间滑块2的速度大小；(2)相撞后瞬间，粘在一起的滑块对圆轨道B点的压力的大小；(3)粘在一起的滑块从B点滑至C点的过程中，克服摩擦阻力所做的功。〖答案〗(1)6m/s(2)27N(3)0.9J〖解析〗(1)滑块2由A点到B点的过程，根据机械能守恒定律得mgh＝eq\f(1,2)mv2解得滑块2的速度v＝6m/s。(2)设两个滑块碰撞后的速度为v1，根据动量守恒定律得mv＝(m＋M)v1解得v1＝4